Analiza temperature valjanja na mikrostrukturo in lastnosti titanovih odkovkov

Kakovostodkovki iz titana neposredno določa zanesljivost njihove storitve. Kot osrednji procesni parameter v procesu vroče obdelave temperatura valjanja močno vpliva na končne mehanske lastnosti izdelkov z uravnavanjem obnašanja fazne transformacije in mikrostrukturnega razvoja znotraj odkovkov.

 

 

Kristalna struktura titanovih zlitin se spreminja s temperaturo, s kritično točko /fazne transformacije (885~900 stopinj za komercialno čist titan in 980~1010 stopinj za zlitino Gr5). Na podlagi tega je valjanje razdeljeno v tri kategorije: fazno območje, +fazno območje in kritično območje, s pomembnimi razlikami v mikrostrukturnem razvoju in lastnostih.

 

1. β Phase Zone Rolling (>Točka fazne transformacije)

Gredica je sestavljena iz kubične-centrirane kubične (BCC) faze, ki ima nizko deformacijsko odpornost in dobro plastičnost, zaradi česar je primerna za obdelavo velikih-deformacij. Ingoti so lahko podvrženi 70–80 % veliki deformaciji, da zlomijo groba zrna in tvorijo enotno vlaknasto strukturo. Vendar pa je igličasti martenzit nagnjen k tvorbi po ohlajanju, kar vodi do neravnovesja med trdnostjo, plastičnostjo in žilavostjo, kar zahteva naknadno optimizacijo toplotne obdelave.

 

2. + Premikanje faznega območja (< Phase Transformation Point)

To je interval valjanja jedra za končne odkovke, ki je večinoma nadzorovan pri 30~50 stopinjah pod točko fazne transformacije (npr. 950~800 stopinj za gr5 kovanje). Material je sestavljen iz dvojne faze heksagonalne tesno-pakirane (HCP) faze in BCC faze. Deformacijo spremljata fragmentacija zrn in fazno prečiščevanje/sferoidizacija, kar omogoča nastanek idealne strukture enakoosne faze + lamelno -transformirane faze, ki uravnoteži trdnost in plastičnost.

 

3. Kotaljenje kritičnega območja (bližnja točka transformacije faze)

Struktura je mešana in neenakomerna, kar povzroča-nagnjenost k-nihanju lastnosti kovanja. Brez posebnih zahtev ni priporočljivo.

 

 

 

 

1. Valjanje faznega območja

Po ohlajanju nastane igličasti martenzit, kar povzroči visoko trdnost, vendar nizko plastičnost in žilavost. Nezadostna deformacija ponavadi ohrani prvotne meje zrn in ustvari neprekinjeno fazo mej zrn, kar zmanjša žilavost, povzroči koncentracijo napetosti in vpliva na varnost uporabe.

 

2. + Premikanje faznega območja

To je optimalna izbira za uravnoteženje moči in plastičnosti. Razumen nadzor temperature lahko prečisti zrna in optimizira fazno sestavo za izboljšanje lastnosti.

 

3. Enotnost lastnosti

Odkovki velike-velikosti so nagnjeni k razlikam v strukturi/lastnostih površin-jedra zaradi temperaturnih gradientov. Optimizacija temperaturnih sistemov (npr. več-valjanje) lahko to izboljša.

 

 

1. -Tipske in sorodne- -titanove zlitine

Razgradnja ingota zahteva relativno visoko temperaturo faznega območja (1180 ~ 900 stopinj), da se zmanjša odpornost proti deformacijam in izboljša produktivnost. Predoblikovanje in kovanje je treba zmanjšati na območje + faze, da se zagotovijo dobre mikrostrukturne lastnosti. Te zlitine so zelo občutljive na temperaturo valjanja; previsoke temperature zlahka povzročijo rast zrn, medtem ko prenizke temperature povečajo odpornost proti deformacijam in nagnjenost k pokanju.

 

2. + -Tip titanovih zlitin (npr. Gr5)

Kot najpogosteje uporabljena vrsta imajo široko temperaturno območje valjanja, vendar je treba končne odkovke strogo nadzorovati v coni + faze. Če za primer vzamemo Gr5, je temperatura razgradnje ingota 1200~850 stopinj (fazno območje), temperatura predoblikovanja je 1000~800 stopinj (+fazno območje blizu točke fazne transformacije), temperatura kovanja pa je 950~800 stopinj (tipično +fazno območje). Z več{12}}stopenjskim nadzorom temperature sta učinkovitost obdelave in zmogljivost izdelka uravnotežena.

 

3. Skoraj- -titanove zlitine

Te zlitine imajo nizko temperaturo fazne transformacije in jih je mogoče valjati v širokem temperaturnem območju, vendar se je treba izogibati previsokim temperaturam, ki povzročajo čezmerno rast zrn. Običajno se valjajo v coni + faze, da dobijo strukturo, ki uravnava trdnost in žilavost.

 

 

1. Natančna lokalizacija temperature fazne transformacije

Določite točko / fazne transformacije določenih zlitin s poskusi termične ekspanzije ali metalografsko analizo, da razdelite fazno območje in + fazno območje, pri čemer se izognete mikrostrukturnim napakam, ki jih povzroči napačna ocena intervalov.

 

2. Po potrebi izberite Rolling Intervals

Dajte prednost valjanju z veliko{0}}deformacijo v faznem območju za razgradnjo ingota, da izboljšate prvotno strukturo, in dajte prednost območju + faze za dokončane odkovke, da uravnovesite trdnost in plastičnost. Za odkovke, ki zahtevajo visoko žilavost, je mogoče temperaturo valjanja v coni + faze ustrezno znižati za prečiščevanje zrn.

 

3. Optimizirajte nadzor temperaturnega gradienta

Uporabite "nizko-temperaturno hitro valjanje" ali "-večprehodno valjanje" za velike-odkovke, da zmanjšate površinsko-temperaturno razliko v jedru in izboljšate enotnost lastnosti.

 

4. Sinergizirajte z naknadno toplotno obdelavo

Žarjenje po valjanju faznega območja za izboljšanje iglaste strukture in izvedite staranje raztopine po valjanju + faznega območja za nadaljnje izboljšanje trdnosti.

 

Ruihang je profesionalni proizvajalec izdelkov iz titana in titanovih zlitin, ki dobavlja visoko{0}}kakovostne odkovke iz titanovih zlitin. Za več podrobnosti nas kontaktirajte preko elektronske pošte:Sam.Rui@bjrh-titanium.com